众所周知,驾驶疲劳是造成交通事故的主要原因之一,因此,研究驾驶疲劳的产生机理和减轻驾驶疲劳等问题,对于减少交通事故的发生具有重要意义。本文采用基于人体生理信号的研究方法,建立虚拟驾驶实验台,使用主观调查问卷和客观生理参数测量的方法对驾驶过程中测试者心率、呼吸频率和腰部肌肉表面肌电值的变化规律来进行实验研究。实验分为无色彩刺激虚拟驾驶实验、有色彩刺激虚拟驾驶实验和实地驾车验证实验三部分。无色彩刺激实验表明:测试者心率、呼吸频率和表面肌电值可反应驾驶疲劳程度,并且心率平均值、呼吸频率平均值随着时间变化总体呈下降趋势;表面肌电值随时间变化总体呈上升趋势。根据无色彩刺激实验数据提出利用模糊C-均值聚类的方法对驾驶疲劳状态进行识别。有色彩刺激实验使用正交实验设计,研究了色相、明度、饱和度三因素对驾驶疲劳的影响。实验结果表明,不同色彩刺激下,驾驶员驾驶疲劳程度轻重不同,根据极差分析、方差分析和主观调查问卷结果可以对不同色彩刺激影响驾驶疲劳的程度排序,色相为0度,饱和度为20%,明度为100%的色彩刺激下,测试者心情最为愉悦;色相为120度,饱和度为60%,明度为100%的色彩刺激下,测试者最为烦躁。实地驾车验证实验证明了有色彩刺激虚拟驾驶实验的正确性。在有色彩刺激实验数据的基础上,利用模糊综合评判的方法得出色彩的三属性对于心率和表面肌电值的隶属度,并对其进行最小二乘法的多项式拟合回归分析,建立以色彩三属性色相、明度、饱和度为自变量,以心率和表面肌电信号为因变量的数学模型。本文在无色彩刺激和有色彩刺激驾驶疲劳实验研究方面获得一定的成果,并提出基于模糊C-均值聚类和模糊综合评判的数据处理方法,对更客观地研究驾驶疲劳和生理信号之间的关系具有重要的意义。